高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案

高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案

一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）

1．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

(1)写出该反应的化学方程式_________________________。

(2)计算反应开始到10s，用X表示的反应速率是___________。

(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。

a．当X与Y的反应速率之比为1：1

b．混合气体中X的浓度保持不变

c．X、Y、Z的浓度之比为1：1：2

(4)为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_______。

a．适当降低温度b．扩大容器的体积c．充入一定量Z

【答案】X+Y垐?

噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c

【解析】

【分析】

由图表可知，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生产物，l0s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，即10s达到平衡状态，反应是可逆反应，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=(1.20-0.41)mol：(1.00-0.21)mol：

1.58mol=1：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应化学方

程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，然后结合v=

c

t

V

V

及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学

计量数之比来解答。

【详解】

(1)由上述分析可知，该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；

(2)反应开始到10s，用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol

2

10

L

s

=0.0395mol•(L•s)-1；

(3)a．随着反应的进行，X与Y的反应速率之比始终为1:1，则不能判断是平衡状态，故a 错误；

b．混合气体中X的浓度保持不变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b正确；c．X、Y、Z的浓度之比为1:1:2，与起始量、转化率有关，不能判断是平衡状态，故c错误；

故答案为b；

(4)a．适当降低温度，反应速率减小，故a错误；

b．扩大容器的体积，浓度减小，反应速率减小，故b错误；

c．充入一定量Z，浓度增大，反应速率加快，故c选；

故答案为c。

【点睛】

注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。

2．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

（1）某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉，标况下用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

①哪一时间段反应速率最大_______min（填“0～1”、“1～2”、“2～3”、“3～4”、“4～5”），原因是________。

②求 3～4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变）。（2）该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。

②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等 4 种溶液，可与实验中 CuSO4溶液起相似作用的是_______。

③要减慢上述实验中气体产生速率，可采取的合力措施有_______、_______（答两种）。（3）某温度下在 4 L 密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是_______。

②该反应达到平衡状态的标志是_______（填字母）

A．Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y 的反应速率比为 3：1

C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变E．生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z

③2 min 内 Y 的转化率为_______。

【答案】2~3 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快.

0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4与 Zn 反应生成的 Cu 附着在 Zn 表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率； Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积；升高温度等（答两种即可）3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) AC 10%

【解析】

【分析】

(1)①相同时间内收集的气体体积越多，该反应速率越快；温度越高化学反应速率越快；

②先计算生成氢气物质的量，再根据关系式计算消耗n(HCl)，利用v=

n

V t

V

V

计算盐酸反应速

率；

(2) Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn 原电池，原电池反应比化学反应速率快；

②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag；

③从影响反应速率的因素分析；

(3)①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-

0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，据此确定化学方程式；

②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；

③Y的转化率=

()

()

n Y

n Y

反应的

反应初始

×100%；

【详解】

(1)①相同通条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2∼3min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；

②3∼4分钟时间段，收集的氢气体积=(576−464)mL=112mL，n(H2)=

0.112

22.4/

L

L mol

=0.005mol，

根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，则

v(HCl)=

0.01mol

0.4L1min

⨯

=0.025 mol/(L⋅min)；

(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn

原电池，而加快化学反应速率；

②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用；

③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度